- Pri­re­dio:Mi­la­din VELj­KO­VIĆ

Va­si­o­na (ko­smos, sve­mir ili uni­ver­zum) pred­sta­vlja neo­gra­ni­če­ni i pot­pu­no za­kri­vlje­ni pro­stor­no-vre­men­ski kon­ti­nu­um. Ona ob­u­hva­ta či­ta­vu po­sto­je­ću stvar­nost, a nje­no pro­u­ča­va­nje se da­nas od­vi­ja u okvi­ru mno­gih sa­vre­me­nih obla­sti, po­seb­no u ko­smo­lo­gi­ji i fi­zi­ci vi­so­kih ener­gi­ja. Sa­vre­me­na na­u­ka, ina­če, sma­tra da se naj­ve­ći dio po­sto­je­će kor­pu­ska­lar­ne i ta­la­sne va­si­o­ne na­la­zi u ob­li­ku tam­ne ma­te­ri­je i ener­gi­je.
To­kom 1970-ih i 1980-ih ve­li­ki broj po­sma­tra­nja (na­ro­či­to kri­ve ro­ta­ci­je ga­lak­si­ja) po­ka­zao je da u sve­mi­ru ne po­sto­ji do­volj­no vi­dlji­ve ma­te­ri­je ko­joj bi se pri­pi­sa­la tre­nut­na ja­či­na gra­vi­ta­ci­o­ne si­le unu­tar i iz­me­đu ga­lak­si­ja. Ovo sa­zna­nje je na­ve­lo na ide­ju da čak 90 od­sto ma­te­ri­je ko­ja sa­či­nja­va sve­mir ni­je „nor­mal­na” ili ba­ri­on­ska ma­te­ri­ja, već ne­vi­dlji­va ili tam­na ma­te­ri­ja. U stva­ri, sve­mir sa­dr­ži mno­go ma­nje de­u­te­ri­ju­ma ne­go što se mo­že re­gi­stro­va­ti bez tam­ne ma­te­ri­je. Te­o­ri­ja o tam­noj ma­te­ri­ji u po­čet­ku je sla­bo bi­la pri­hva­će­na, ali da­nas pred­sta­vlja ne­ras­ki­di­vi dio sa­vre­me­ne ko­smo­lo­gi­je.
Te­o­ri­ja o tam­noj ma­te­ri­ji na­sta­la je pri­je 1930-ih go­di­na ka­da je švaj­car­ski astro­fi­zi­čar Fric Zvi­ki ot­krio da u sve­mi­ru ne po­sto­ji do­volj­no vi­dlji­ve ma­te­ri­je ko­joj bi se pri­pi­sao ukup­ni in­ten­zi­tet gra­vi­ta­ci­o­ne si­le unu­tar i iz­me­đu ga­lak­si­ja. Ina­če, po­red tam­ne ma­te­ri­je, u astro­no­mi­ji se sma­tra da po­sto­ji i tam­na ener­gi­ja, za po­seb­nu vr­stu ne­po­zna­te ener­gi­je ko­ja pro­ži­ma ci­je­li sve­mir i ubr­za­va nje­go­vo ši­re­nje. Te­o­ri­ja tam­ne ener­gi­je je naj­ši­re pri­hva­će­na hi­po­te­za ko­jom se ob­ja­šnja­va uoče­no ubr­za­no ši­re­nje sve­mi­ra. U okvi­ru tre­nut­no do­mi­nant­nog lamb­da CDM mo­de­la, a na osno­vu pri­ku­plje­nih po­da­ta­ka Plank le­ti­li­ce, vi­dlji­vi dio sve­mi­ra se sa­sto­ji od: (1) 26.8% tam­ne ma­te­ri­je, (2) 68.3% tam­ne ener­gi­je i (3) 4.9% i ,,obič­ne” ma­te­ri­je. Iako po toj te­o­ri­ji tam­na ener­gi­ja ima vr­lu ma­lu gu­sti­nu, ona je do­mi­nant­na zbog svo­je ras­pro­stra­nje­no­sti po ci­je­lom sve­mi­ru.
Pro­u­ča­va­nje na­stan­ka i evo­lu­ci­je ga­lak­si­ja je jed­no od naj­zna­čaj­ni­jih i naj­in­ten­ziv­ni­jih is­tra­ži­va­nja u astro­fi­zi­ci. Vi­dlji­va ma­te­ri­ja uni­ver­zu­ma je kon­cen­tri­sa­na u ga­lak­si­ja­ma, ko­je pred­sta­vlja­ju osnov­ne ko­smič­ke eko­si­ste­me u ko­ji­ma se zvi­je­zde ra­đa­ju, raz­vi­ja­ju i umi­ru. Struk­tur­ne ka­rak­te­ri­sti­ke ga­lak­si­ja i nji­ho­va di­stri­bu­ci­ja u pro­sto­ru pri­mar­no su od­re­đe­ne pro­ce­si­ma for­mi­ra­nja ga­lak­si­je, dok dru­ge ka­rak­te­ri­sti­ke i evo­lu­ci­ja ga­lak­si­ja kroz vri­je­me za­vi­se uglav­nom od pro­ce­sa na­stan­ka i evo­lu­ci­je zvi­je­zda. Pro­cje­nju­je se da po­sto­ji oko 125 mi­li­jar­di ga­lak­si­ja u sve­mi­ru.
Do sa­da astro­no­mi ni­je­su u pot­pu­no­sti ri­je­ši­li pi­ta­nje na­stan­ka i fi­zič­ke pri­ro­de tam­ne ma­te­ri­ja i ener­gi­je. Od če­ga god da se sa­sto­ji tam­na ma­te­ri­ja, ona sa so­bom no­si ogrom­ne im­pli­ka­ci­je va­žne za struk­tu­ru i bu­duć­nost sve­mi­ra. Naj­ve­ći dio sve­mir­ske ma­te­ri­je sa­sto­ji se od ba­ri­on­ske (ba­ri­o­ni su če­sti­ce ko­je se sa­sto­je od tri kvar­ka ko­ji su u in­ter­ak­ci­ji pre­ko ja­ke nu­kle­ar­ne si­le, te uklju­ču­ju pro­to­ne i ne­u­tro­ne) i ne­ba­ri­on­ske tam­ne ma­te­ri­je (tzv. eg­zo­tič­ne če­sti­ce, npr. ne­u­tri­ni). Ne­ba­ri­on­ska tam­na ma­te­ri­ja sa­sto­ji se od dva osnov­na ti­pa: vru­ća tam­na sup­stan­ci­ja (eng: Hot Dark Mat­ter, HDM) i hlad­na tam­na ma­te­ri­ja (eng: Cold Dark Mat­ter, CDM). Već po­me­nu­ti ne­u­tri­ni naj­va­žni­ji su pred­stav­ni­ci vru­će tam­ne ma­te­ri­je, dok bi hlad­na tam­na ma­te­ri­ja tre­ba­lo da se sa­sto­ji od te­ških če­sti­ca (WIMPS – We­akly in­ter­ac­ting mas­si­ve par­tic­les) ko­je se, ina­če, kre­ću re­la­tiv­no spo­ro.
Ne­ko­li­ko go­di­na pri­je ne­go što je Habl usta­no­vio da se va­si­o­na ši­ri, slav­ni fi­zi­čar Al­bert Ajn­štajn (1879–1955) po­sta­vio je 1917. jed­na­či­nu o struk­tu­ri va­si­o­ne. Nje­mač­ki astro­nom Vi­ljem de Zi­ter (1872 – 1934) na­šao je te­o­rij­sko rje­še­nje ko­smo­lo­škog pro­ble­ma. Ma­lo ka­sni­je ru­ski ma­te­ma­ti­čar A. Frid­man je na­šao ve­li­ki broj rje­še­nja Ajn­štaj­no­ve jed­na­či­ne. Bel­gij­ski astro­nom Žorž Le­me­tr (1894–1966) je 1927. go­di­ne od­re­dio rje­še­nje jed­na­či­ne, po kome se ko­smos na­la­zi u sta­nju eks­pan­zi­je. Go­di­ne 1946. Džordž Ga­mov (1904 -1968) je raz­vio te­o­ri­ju po­zna­tu pod ime­nom Ve­li­ki pra­sak, pre­ma ko­joj je sve­mir na­stao u jed­nom tre­nut­ku i ta­ko po­čeo da se ši­ri i po­ste­pe­no pre­tva­ra u sav po­sto­je­ći svi­jet ga­lak­si­ja i nji­ho­vih dje­lo­va.
Ovu te­o­ri­ju su mno­gi ka­sni­ji na­uč­ni­ci usa­vr­ša­va­li, a 1965. teh­ni­ča­ri u Be­lo­vim te­le­fon­skim la­bo­ra­to­ri­ja­ma u SAD ot­kri­li su tzv. po­za­din­sko zra­če­nje ko­je je po­tvr­di­lo te­o­ri­ju Ve­li­kog pra­ska. U za­vi­sno­sti od ko­li­či­ne po­sto­je­će ma­se (i ener­gi­je), va­si­o­na će na­sta­vi­ti ili da se neo­gra­ni­če­no ši­ri ili će, pak, pre­ći u sta­nje sa­ži­ma­nja ta­ko da će se po­no­vo vra­ti­ti u pr­vo­bit­no tzv. sin­gu­la­ro sta­nje. Ina­če, po­če­tak va­si­o­ne je kre­nuo od nul­tog vre­me­na i pro­sto­ra, iz sta­nja bes­ko­nač­ne gu­sti­ne kon­cen­ri­sa­ne u jed­noj tač­ki. Na ko­smo­lo­škom pla­nu, ga­lak­si­je se ne­pre­kid­no ra­zi­la­ze, i to sve br­že što su uda­lje­ni­je. Ko­nač­na sud­bi­na va­si­o­ne za­vi­si od ukup­ne ko­li­či­ne vi­dlji­ve i tam­ne ma­te­ri­je i ener­gi­je, pa se u tom smje­ru vr­še sve in­ten­ziv­ni­ja is­tra­ži­va­nja u okvi­ru ko­smo­lo­gi­je i ko­smo­go­ni­je. (KRAJ)